市政工程中軟土地基處理方法的應(yīng)用

金來(lái)靈

【摘 要】結(jié)合昆山市朝陽(yáng)路改造工程項(xiàng)目案例分析，介紹了水泥攪拌樁、換填土層、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土薄壁管樁（PHC）的軟土地基處理方法，有效解決了軟土地基處理的一些問(wèn)題，確保了市政道路施工的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】市政工程；軟土地基；水泥攪拌樁；換填土層；PHC管樁；應(yīng)用

一、工程背景

擬建朝陽(yáng)路位于昆山婁南地區(qū)，道路等級(jí)為城市主干路，全線為雙向6車道規(guī)模，設(shè)計(jì)速度為50km/h，道路規(guī)劃紅線寬度60m。

二、軟土地基的危害

本次工程中主要遇到的軟土地基為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，該層分布連續(xù)，具有高含水量、大孔隙比、低強(qiáng)度、高壓縮性、其工程屬性軟弱、自穩(wěn)性較差的特點(diǎn)。一般路段軟土路基未做好處理易造成路基發(fā)生不均勻沉降以致道路整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開(kāi)裂及損壞；橋臺(tái)后填土范圍未處理好軟土地基易造成軟土層發(fā)生較大的沉降，對(duì)橋臺(tái)及樁基礎(chǔ)產(chǎn)生縱向推擠作用及負(fù)摩擦力作用，引起橋臺(tái)發(fā)生變位以致?lián)p壞。

本工程軟土地基在路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)路基工后沉降限制應(yīng)滿足下表要求：

三、軟土地基的處理方法

（一）水泥攪拌樁處理方法

水泥攪拌樁是軟基處理的一種有效形式，是一種將水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢瑁顾嗯c土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。水泥攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。它是通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)，將軟土和水泥（固化劑）強(qiáng)制攪拌，并利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使土體固結(jié)，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土樁。

本工程路段（樁號(hào)K1+160-K1+350）現(xiàn)狀為老河道回填土范圍，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層較厚（最厚處約8m），為減少清淤棄土方量、避免深基坑施工安全隱患，此段地基處理設(shè)計(jì)方案采用水泥攪拌樁處理方案：水泥攪拌樁采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，樁徑為50cm，樁間距1.25m，梅花形布樁，過(guò)渡段樁長(zhǎng)8m，處理段樁長(zhǎng)10m；水泥摻入量建議：每延米53kg～64kg（約15%～18%），具體摻量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，樁身設(shè)計(jì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為：R7≥0.6MPa；水泥土室內(nèi)試驗(yàn)28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為：R28≥1.0MPa；在成樁28d后進(jìn)行單樁承載力和復(fù)合地基承載力實(shí)驗(yàn)，單樁承載力≥100kPa，復(fù)合地基承載力≥85kPa。

（二）淺層換填處理方法

換填法指將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng)，使之達(dá)到要求的密實(shí)度，成為良好的人工地基。

換土墊層與原土相比，具有承載力高、剛度大、變形小等優(yōu)點(diǎn)。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是施工工藝簡(jiǎn)便、處理深度淺，一般適用于換填厚度≤3.0m的軟土層。

本工程路段（樁號(hào)K1+740-K1+950）路基開(kāi)挖時(shí)發(fā)現(xiàn)較大量的垃圾土，該路段垃圾土大多為新近換填，深度在路槽下1-3m不等。垃圾土清除后原狀土表面較干燥，含水量和承載力較好，基本未發(fā)現(xiàn)淤泥或淤泥質(zhì)土。地勘報(bào)告顯示，該路段地下土層自上而下分別為填土、粉質(zhì)粘土、粉土夾粉砂。該路段原狀土土質(zhì)較好，土層分布較均勻。路基處理方案主要考慮淺層垃圾土換填：道路路基下的垃圾土需全部清除，采用石灰土（4%）進(jìn)行換填。即清除垃圾后的原狀土碾壓密實(shí)后，分層回填壓實(shí)石灰土至路槽底處，石灰土壓實(shí)度不低于90%。其上實(shí)施原設(shè)計(jì)的石灰土路基。

（三）PHC管樁處理方法

PHC管樁適用于處理深厚軟土地基上荷載較大、變形要求交嚴(yán)格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段。PHC管樁具有單樁承載力高、施工速度快、成樁質(zhì)量可靠、工期短、施工環(huán)境好等特點(diǎn)。

本工程新建一座三跨橋梁，跨徑為20m+25m+20m，橋臺(tái)后淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層較厚（最深處約10m），且臺(tái)后填土高度較高（約4.5m），按一般二灰回填方案，路基工后沉降不能滿足容許工后沉降要求，故橋臺(tái)高填土段路基采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）處理方案：PHC樁徑400mm，正方形布置。處理段樁間距2.4m，樁長(zhǎng)17m，單樁設(shè)計(jì)容許承載力320KN。過(guò)渡段樁間距2.8m，樁長(zhǎng)15m，單樁設(shè)計(jì)容許承載力280KN。

預(yù)應(yīng)力管樁由樁身、樁尖和樁帽三部分組成，樁身和樁尖預(yù)先在工廠按一定的規(guī)格制備好，樁帽在現(xiàn)場(chǎng)澆注。預(yù)應(yīng)力管樁具有較高的強(qiáng)度，與樁帽和地基土共同構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基的承載力、降低沉降量。樁帽尺寸分為兩種：2.4m間距管樁樁帽尺寸為1.5mx1.5mx0.35m；2.8m間距管樁樁帽尺寸為為1.8mx1.8mx0.35m。樁帽與錨入樁帽的管樁主筋焊接，現(xiàn)場(chǎng)用C30混凝土澆筑。

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）處理路段，為了分擔(dān)樁帽上的應(yīng)力、增加樁體間的橫向聯(lián)系，在路堤基底鋪設(shè)40cm厚碎石墊層。墊層所用碎石由巖石或礫石軋制而成，應(yīng)潔凈、干燥，并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性，其顆粒形狀應(yīng)具有棱角，不得摻有軟質(zhì)石和其它雜質(zhì)，粒徑宜為20～40mm，含泥量不得大于5%，并不宜含有大于4cm的顆粒。

碎石墊層中鋪設(shè)鋼塑格柵一層。其技術(shù)要求：斷裂延伸率≤3%，縱向抗拉強(qiáng)度≥100KN/m，橫向抗拉強(qiáng)度≥80KN/m；鋪設(shè)時(shí)，縱、橫向搭接重疊寬度均不得小于20cm，同時(shí)每1m的間距用鉛絲進(jìn)行綁扎連結(jié)。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著城市化快速發(fā)展，我國(guó)的道路建設(shè)同步迅速發(fā)展，在市政道路橋梁建設(shè)工程中會(huì)遇到各種地質(zhì)情況，這對(duì)市政工程建設(shè)提出新的要求。市政工程設(shè)計(jì)與施工時(shí)都需特別重視軟土地基路段處理，根據(jù)市政工程場(chǎng)地軟土地基的工程性質(zhì)采用合適的處理方案，可以獲得良好的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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